可控源音频大地电磁和频谱激电测深在某矿产勘查中的应用.docx

PAGE

1-

可控源音频大地电磁和频谱激电测深在某矿产勘查中的应用

第一章可控源音频大地电磁法简介

可控源音频大地电磁法（AudioFrequencyMagnetotelluric，简称AMT）是一种非破坏性的地球物理勘探技术，它利用天然或人工产生的电磁场作为源，通过测量地表或地下不同深度的电磁场变化来探测地下的电性结构。该方法最早由苏联科学家在20世纪50年代提出，经过几十年的发展，AMT技术已经成为了地球物理勘探领域的重要手段之一。

AMT法的工作原理基于电磁场在地下介质中的传播和衰减特性。在地球表面，天然源如大气电离层中的电磁场、太阳风以及雷电等都会产生电磁场。这些电磁场在地下传播时，会受到不同电性层的影响，从而在地面产生二次电磁场。通过测量这些二次电磁场的强度和相位变化，可以推断出地下不同深度的电性结构，如电阻率分布。

例如，在矿产勘查中，AMT法被广泛应用于寻找金属矿产、油气藏和地下水等。通过在测线上布置多个观测点，采集不同频率的电磁场数据，经过数据处理和分析，可以绘制出地下电阻率断面图。这些断面图有助于地质学家识别地下矿化带、油气藏或其他目标体的分布情况。据统计，AMT法在矿产勘查中的应用成功率高达80%以上，为矿产资源的勘探提供了重要的技术支持。

近年来，随着计算机技术和地球物理理论的发展，AMT数据处理技术也得到了显著提升。例如，快速傅里叶变换（FFT）技术的应用使得数据处理速度大大提高，同时提高了数据的分辨率。此外，基于全空间域电磁场模拟的数值方法也在AMT数据处理中得到广泛应用，这些方法能够更精确地模拟地下电性结构，从而提高勘探精度。以某地区铜矿勘查为例，通过AMT法结合其他地球物理方法，成功预测了铜矿体的赋存位置，为后续的矿山开发提供了重要的信息支持。

第二章频谱激电测深法简介

频谱激电测深法（SpectralInducedPolarization，简称SIP）是一种基于电极法原理的地球物理勘探技术，主要用于探测地下介质电性结构的变化。该方法通过施加一个交流电流激励地下介质，然后测量电极间的电位差，从而获得地下介质的电阻率和极化率信息。

(1)频谱激电测深法的基本原理是在电极间施加一个低频到高频范围内的交流电流，通过测量不同频率下的电位差，可以分析出地下介质的电性特征。由于不同电性层对电磁场的响应不同，因此通过频谱分析可以识别出地下不同深度的电性界面。该方法在地质勘探中具有广泛的应用，尤其在寻找金属矿产、油气藏和地下水等方面具有显著优势。

(2)频谱激电测深法的数据采集过程包括布置电极、施加交流电流和测量电位差等步骤。在采集过程中，需要根据不同的地质条件和勘探目标选择合适的电极间距和测量频率。例如，在寻找油气藏时，通常采用较小的电极间距和较低的测量频率；而在寻找金属矿产时，则采用较大的电极间距和较高的测量频率。通过优化电极布置和测量参数，可以提高频谱激电测深法的勘探效果。

(3)频谱激电测深法的数据处理主要包括频谱分析、电阻率计算和电性结构反演等步骤。频谱分析是通过对采集到的电位差数据进行快速傅里叶变换（FFT）来实现的，从而得到不同频率下的电阻率。电阻率计算则是根据频谱分析结果，结合地质模型和经验公式，推算出地下介质的电阻率分布。电性结构反演则是通过反演算法，如逆模型法和非线性反演法等，将电阻率分布转化为地下电性结构模型。这些模型的建立对于解释地质现象、预测矿产资源分布具有重要意义。例如，在某金属矿产勘查项目中，频谱激电测深法结合其他地球物理方法，成功预测了矿体的赋存位置和规模，为矿产资源的开发提供了有力支持。

第三章可控源音频大地电磁法与频谱激电测深法的结合原理

(1)可控源音频大地电磁法（AMT）与频谱激电测深法（SIP）的结合原理在于两者的互补性。AMT法通过天然或人工源产生的低频电磁场探测地下电性结构，而SIP法则利用交流电流激励下的电极间电位差来探测地下电性界面。两者的结合可以在不同深度和不同电性条件下提供更全面的地下信息。例如，在某地区进行油气勘探时，AMT法能够揭示深部地质结构的电阻率分布，而SIP法则能够识别浅层电性异常，两者的结合使得勘探深度从几百米延伸至几千米，有效提高了勘探成功率。

(2)在数据采集上，AMT和SIP的结合能够优化测量参数和电极布局。例如，AMT法通常使用较长的测线和多个电极，而SIP法则可能只需要较短的距离和较少的电极。这种结合可以在保持测量精度的情况下减少成本和测量时间。在实际操作中，可以将AMT和SIP的数据采集安排在同一时间段内，以避免重复作业。例如，在新疆某油田的勘探中，通过同时进行AMT和SIP测量，有效降低了勘探成本，并且提高了勘探效率。

(3)在数据处理方面，AMT和SIP的结合可以实现多方法联合反演。AMT法提供深部电阻率信息